Một tụ điện phẳng có 2 bản tụ cách nhau \(d = 2mm\). Tụ điện tích điện dưới hiệu điện thế \(U = 100V\). Gọi \(\sigma \) là mật độ điện tích trên bản tụ và được đo bằng thương số Q/S ( Q là điện tích, S là diện tích). Tính mật độ điện tích \(\sigma \) trên mỗi bản tụ khi đặt trong dầu hỏa có điện môi \(\varepsilon = 2\)?
Trả lời bởi giáo viên
Ta có:
+ Mật độ điện tích: \(\sigma = \frac{Q}{S}\) (1)
+ \(Q = CU\) (2)
+ Mặt khác: \(C = \frac{{\varepsilon S}}{{4\pi k{\rm{d}}}}\) (3)
Từ (1), (2) và (3) ta suy ra:
\(\sigma = \frac{Q}{S} = \frac{{CU}}{S} = \frac{{\frac{{\varepsilon S}}{{4\pi k{\rm{d}}}}U}}{S} = \frac{{\varepsilon U}}{{4\pi k{\rm{d}}}} = \frac{{2.100}}{{4\pi {{.9.10}^9}{\rm{.2}}{\rm{.1}}{{\rm{0}}^{ - 3}}}} = 8,{8.10^{ - 7}}(C/{m^2})\)
Hướng dẫn giải:
+ Vận dụng biểu thức mối liên hệ Q - C - U: Q = CU
+ Vận dụng biểu thức tính điện dung của tụ: \(C = \frac{{\varepsilon S}}{{4\pi k{\rm{d}}}}\)